FPGA综合实验(交通灯,LCD).docVIP

电子科技大学成都学院 实验报告册 课程名称：FPGA 综合实验 姓 名：X X X 学 号X 院 系：微电子技术系 专 业： 集成电路设计与集成系统（嵌入式） 教 师：X X 2012年 5 月 16 日 试验一：交通灯的控制 实验目的 本系统通过设计一交通信号灯控制器,达到交通控制的目的。除实现交通灯基本的控制功能外，系统还可显示该灯本次距灯灭所剩的时间，具有更完善的控制功能,使行人提前做好起、停准备，具有更强的实用性。利用超高速硬件描述语言VHDL设计十字路口交通信号灯控制器，实现主干道和支干道的交通控制功能,通过晶振分频获得了较高精度的秒脉冲信号，采用十进制减法计数器计数，使之在任意时刻显示每个状态到该状态结束所需要的时间，增强系统的实用性。 实验内容 1.交通灯从绿变红时，有4秒黄灯亮的间隔时间。 2.交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间。 3.主干道上的绿灯时间为20秒，支干道的绿灯时间为10秒。 4.在任意时间,显示每个状态到该状态结束所需要的时间。 运用VHDL语言分别控制分频和状态机两个模块, 即信号源经分频器分频后得到1Hz脉冲,输出脉冲控制状态机中预置四个状态的循环,从而达到交通控制作用. 三.实验原理 状态发生器是一个两位二进制计数器，产生交通信号灯的4种状态。状态发生器的输出通过预置数产生电路，输出每一种状态所需要的时间.预置数产生电路是一组四选一的多路转换器，多路转换器的输出信号作为可预置数十进制减法计数器的预置数输入信号，状态发生器的输出也决定了红黄绿灯信号的输出通断状态。 可预置数十进制减法计数器作为每一种状态的计时器，其输出信号既是时间显示的输出信号，也是定时时间到检测电路的输入信号。 定时时间到检测电路检测到电路到每一种状态的时间显示数据输出等于0时，发出信号通知状态发生器，完成状态转换 示意图： 干 道 交通灯的四种状态 主干道 A 绿（20秒） B 黄（4秒） C 红（10秒） D 红（4秒） 支干道 红 红 绿 黄 四.实验步骤 1. 启动QuartusII建立一个空白工程，然后命名为jtd.qpf。 2.新建VerilogHDL源文件jtd.v，写出程序代码并保存。 3.选择目标器件并对应相应的引脚进行锁定，在这里所选择的器件为Altera公司Cyclone系列的EP1C6Q240C8芯片，引脚锁定方法见表5.1。 4.实验流程图 5. 根据交通信号灯的ABCD4种状态，设计一个红黄绿灯输出控制电路模块（RYG）。RYG由两个输入信号A和B(对应4种状态)和6个输出信号(对应两组红黄绿灯，FR1、FY1和FG1主干道红黄绿灯信号，FR2、FY2和FG2为支干道红黄绿灯信号)，其真值表如下： 输 入 输 出 A B FR1 FY1 FG1 FR2 FY2 FG2 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 红黄绿信号灯输出控制电路RYG的输出，控制两组红黄绿信号灯产生相应的变化。 五．实验参考程序 六．实验总结 通过综合实验的思考和设计，对一个项目的整体设计有了进一步认识，加深了对VHDL语言的了解，提高了编程能力。同时，锻炼了独立发现问题解决问题的能力，提高了个人素质。利用硬件描述语言VHDL编程，借助软件环境下进行了编译及仿真测试，通过FPGA芯片实现了一个实用的交通信号灯控制系统，设计由于采用了EDA技术，不但大大缩短了开发研制周期，提高了设计效率，而且使系统具有设计灵活，实现简单，性能稳定的特点我更进一步体会到自主学习和团队合作的乐趣与必要性。为了完成项目，在网络上找到了许多相关资料，大大扩充自己的知识面，使许多以前想解决却无法解决的困难迎刃而解， 这才知道老师的良苦用心。相信以后的我不管是做网络亦或是从事软、硬件开发，都会有一个扎实的基础和良好的开发习惯的。通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只